一种高压电力变压器运行监测系统及方法技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种高压电力变压器运行监测系统及方法，该系统包括：电流互感器、电压互感器、电流/电压数据记录仪、信息控制器、信息处理器、终端设备接口、电源和监测柜，其中，电流互感器和电压互感器的一端分别与三绕组变压器三侧电连接，另一端与电流/电压数据记录仪电连接，电流/电压数据记录仪的输出端与信息控制器的输入端电连接，信息控制器的输出端与信息处理器的输入端电连接，信息处理器的输出端与终端设备接口电连接。本发明专利技术基于电能质量指标分析和评估机制，能够实时监测高压电力变压器的运行状态，即时反馈状态信息，便于对变压器进行检查维修和故障排除。

High voltage power transformer operation monitoring system and method

The embodiment of the invention discloses a high-voltage power transformer operation monitoring system and method, the system includes: current transformer, voltage transformer, current / voltage controller, data recorder, information processor, information terminal device interface, power supply and monitoring cabinet, wherein, one end of the current transformer and voltage transformer are respectively connected with the three winding transformer is connected with the three side, and the other end of the current / voltage data recorder is electrically connected with the input end of the electric current / voltage output data recorder and information controller connected to input power output end information controller and information processor connected, the output information processor is connected with the terminal equipment interface circuit. The invention is based on the analysis and evaluation mechanism of the power quality index, can real-time monitor the running state of the high voltage power transformer, and immediately feedback the state information, which is convenient for the inspection and maintenance and troubleshooting of the transformer.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种监测系统及方法，特别是涉及一种应用于三绕组变压器的高压电力变压器运行监测系统及方法。
技术介绍
高压电力变压器是发电厂和变电站的重要设备，其运行过程直接影响电力的输送，因而对电力变压器运行监测尤为重要。电网运行监测就是通过测量和分析故障后电网中电流、电压等电气量以及保护和断路器动作的开关量变化信息，识别故障元件。良好的监测策略和故障排查方法对于缩短故障时间，防止事故扩大具有重要意义。最理想的监测指标是依据电能质量进行监测。目前针对高压电力变压器的运行监测主要是依靠故障录波装置，这种装置可在电力系统发生故障(如线路短路、接地等，以及系统过电压、负荷不平衡等)时，自动地记录电力系统故障前、后过程的各种电气量(主要指数字量，比如电压值、电流值、频率、阻抗以及电容等等)的变化情况，通过对这些电气量变化情况的分析、比较，确定高压电力变压器的运行情况，从而确定高压电力变压器是否发生故障。但是故障录波装置主要以事后分析为主，缺乏预警分析机制，且设备采购成本高，数据传输不方便。此外，目前的电力电压监测研究主要是从振动、油温、接地电压等方面进行，这些指标在高压电力变压器中对电能质量影响较小，而对于故障穿越电流、涌流、暂态过电压、谐波电压等较为重要的指标却没有提出系统性的监测方法。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种高压电力变压器运行监测系统及方法，应用于三绕组变压器，基于电能质量指标分析、评估机制，解决现有技术中对于故障穿越电流、涌流、暂态过电压、谐波电压等重要指标缺乏系统性的监测方法，以及在监测信息反馈渠道方面缺乏有效、及时的传输方式和信息数据处理、评估和展示机制，无法实时在线监测等问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种高压电力变压器运行监测系统，应用于三绕组变压器9，包括：电流互感器1、电压互感器2、电流/电压数据记录仪3、信息控制器4、信息处理器5、终端设备接口6、电源7和监测柜8，其中，所述电流互感器1和所述电压互感器2的一端分别与所述三绕组变压器9三侧电连接，另一端与所述电流/电压数据记录仪3电连接，所述电流/电压数据记录仪3的输出端303与所述信息控制器4的输入端405电连接，所述信息控制器4的输出端406与所述信息处理器5的输入端501电连接，所述信息处理器5的输出端502与所述终端设备接口6电连接；所述电源7分别与所述电流/电压数据记录仪3、信息控制器4和信息处理器5并联；所述电流互感器1、电压互感器2、电流/电压数据记录仪3、信息控制器4、信息处理器5、终端设备接口6、电源7设置于所述监测柜8中。第二方面，本专利技术实施例提供了一种高压电力变压器运行监测方法，包括：采集稳态电流/电压数据，通过监测电流/电压突变量触发记录暂态电流/电压突变事件数据和暂态波形数据，其中，所述电流突变量是半周波电流有效值大于2倍变压器额定电流、电流有效值由0开始突变、2次谐波电流含有率或4次谐波电流含有率大于1％中的一种，所述电压突变量是半周波电压有效值大于变压器额定电压的1.2倍、负序电压含有率大于4％、电压有效值低于额定电压的80％、谐波电压总畸变率大于预设值中的一种；对所述稳态电流/电压数据、暂态电流/电压突变事件数据和暂态波形数据进行记录、整理和区分；若记录的半周波电流有效值大于2倍变压器额定电流且电压有效值低于额定电压的80％，则将记录的最大故障相电流瞬时值与对应断路器的遮断容量做除法运算，判断最大故障相电流瞬时值与对应断路器的遮断容量的比值范围为高、中、低中的一种；若记录的电流有效值由0开始突变，则分析每一次涌流中的2次谐波电流含有率和4次谐波电流含有率的变化趋势，判断涌流中谐波电流变化趋势为高或低；若记录的半周波电压有效值大于变压器额定电压的1.2倍，则依据电压波形分析过电压的原因，判断是操作过电压或雷电过电压；监测谐波电压畸变情况，判断记录的谐波电压总畸变率是否大于预设值；将上述判断结果整合，根据已达到或超过预警值的信息生成报警信息；将所述报警信息传递给移动终端和网络平台并生成报警记录日志。本专利技术实施例提供的高压电力变压器运行监测系统可以包括以下有益效果：本专利技术中，电流互感器和电压互感器的信号采集操作协同并行，同时采集高压电力变压器三侧的电流和电压信号，不仅能够有效提高系统运行效率，而且还有助于减小后续测量误差，使数据信息更准确；电流/电压数据记录仪既监测稳态电流/电压数据，又记录暂态电流/电压突变事件数据，并且所监测的信息基于电能质量指标，具有准确性高，信息详细的特点；在信息控制器中，针对4种故障指标设置了故障电流穿越评估模块、涌流评估模块、暂态过电压评估模块和谐波电压评估模块，对故障指标进行全面系统的分析，符合系统性需求；信息处理器通过终端设备接口与终端设备连接，能够实现有线和无线数据传输，及时地反馈报警信息，便于对高压电力变压器进行维护、故障排除和检查维修等工作过程，尤其是在现场作业的过程中，工作人员能够实时地监测高压电力变压器的运行状态。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的一种高压电力变压器运行监测系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种高压电力变压器运行监测系统的框架图；图3是本专利技术实施例提供的一种高压电力变压器运行监测方法的流程图。图1中，符号表示：1-电流互感器，2-电压互感器，3-电流/电压数据记录仪，4-信息控制器，5-信息处理器，6-终端设备接口，7-电源，8-监测柜，9-变压器，301-电流数据采集卡，302-电压数据采集卡，303-电流/电压数据记录仪的输出端，401-故障电流穿越评估模块，402-涌流评估模块，403-暂态过电压评估模块，404-谐波电压评估模块，405-信息控制器的输入端，406-信息控制器的输出端，501-信息处理器的输入端，502-信息处理器的输出端。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。如图1所示，为本专利技术实施例提供的一种高压电力变压器运行监测系统的结构示意图，该系统包括：电流互感器1、电压互感器2、电流/电压数据记录仪3、信息控制器4、信息处理器5、终端设备接口6、电源7和监测柜8。如图2所示，为本专利技术实施例提供的一种高压电力变压器运行监测系统的框架图。电流互感器1和电压互感器2的一端分别与三绕组变压器9的高压侧、中压侧和低压侧电连接，用于以一定的时间周期连续采集变压器9三侧的稳态电流和稳态电压，并在变压器9运行出现异常时，采集变压器9的暂态电流和暂态电压，三组信号可以有效较少测量误差，使数据信息更准确。电流互感器1和电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压电力变压器运行监测系统，应用于三绕组变压器(9)，其特征在于，包括：电流互感器(1)、电压互感器(2)、电流/电压数据记录仪(3)、信息控制器(4)、信息处理器(5)、终端设备接口(6)、电源(7)和监测柜(8)，其中，所述电流互感器(1)和所述电压互感器(2)的一端分别与所述三绕组变压器(9)三侧电连接，另一端与所述电流/电压数据记录仪(3)电连接，所述电流/电压数据记录仪(3)的输出端(303)与所述信息控制器(4)的输入端(405)电连接，所述信息控制器(4)的输出端(406)与所述信息处理器(5)的输入端(501)电连接，所述信息处理器(5)的输出端(502)与所述终端设备接口(6)电连接；所述电源(7)分别与所述电流/电压数据记录仪(3)、信息控制器(4)和信息处理器(5)并联；所述电流互感器(1)、电压互感器(2)、电流/电压数据记录仪(3)、信息控制器(4)、信息处理器(5)、终端设备接口(6)、电源(7)设置于所述监测柜(8)中。

【技术特征摘要】
1.一种高压电力变压器运行监测系统，应用于三绕组变压器(9)，其特征在于，包括：电流互感器(1)、电压互感器(2)、电流/电压数据记录仪(3)、信息控制器(4)、信息处理器(5)、终端设备接口(6)、电源(7)和监测柜(8)，其中，所述电流互感器(1)和所述电压互感器(2)的一端分别与所述三绕组变压器(9)三侧电连接，另一端与所述电流/电压数据记录仪(3)电连接，所述电流/电压数据记录仪(3)的输出端(303)与所述信息控制器(4)的输入端(405)电连接，所述信息控制器(4)的输出端(406)与所述信息处理器(5)的输入端(501)电连接，所述信息处理器(5)的输出端(502)与所述终端设备接口(6)电连接；所述电源(7)分别与所述电流/电压数据记录仪(3)、信息控制器(4)和信息处理器(5)并联；所述电流互感器(1)、电压互感器(2)、电流/电压数据记录仪(3)、信息控制器(4)、信息处理器(5)、终端设备接口(6)、电源(7)设置于所述监测柜(8)中。2.根据权利要求1所述的高压电力变压器运行监测系统，其特征在于，所述电流/电压数据记录仪(3)包括电流数据采集卡(301)和电压数据采集卡(302)；所述电流数据采集卡(301)与所述电流互感器(1)电连接，所述电压数据采集卡(302)与所述电压互感器(2)电连接。3.根据权利要求1所述的高压电力变压器运行监测系统，其特征在于，所述信息控制器(4)包括主控板以及集成于所述主控板上的故障电流穿越评估模块(401)、涌流评估模块(402)、暂态过电压评估模块(403)和谐波电压评估模块(404)。4.根据权利要求1所述的高压电力变压器运行监测系统，其特征在于，所述高压电力变压器运行监测系统还包括报警装置；所述报警装置与所述信息处理器(5)电连接。5.根据权利要求4所述的高压电力变压器运行监测系统，其特征在于，所述高压电力变压器运行监测系统还包括开关；所述开关与所述信息处理器(5)电连接。6.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭成，周鑫，赵泽平，和鹏，张冀，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南;53